共振破碎机

 

由于整个板块剪切平面的共振碎石化呈现锯齿啮合的形状，消除了路面压辙，所以我们的碎石化程序把水泥混凝土破碎成为嵌锁的稳定结构。钢筋和铁丝网的剥离也消除了道路反射裂纹并且为终端用户提高了驾驶舒适度。也应该注意：任何破碎过的道路都可以采用水泥混凝土摊铺，也可以采用热混合沥青摊铺或者超级路面摊铺。   我们的碎石化工序也对高交通量的城区道路改造大有益处，减少了用户成本。从驾车行驶的公众和当地商业活动两方面来看，这些交通大动脉对交通封闭非常敏感。碎石化是在程度影响交通和当地商业的情况下，改造这些交通大动脉的有效的改造方式。这种破碎过程与其它方式相比起来很大程度上节省了时间并且加长了道路的服务寿命。?? 碎石化的局限性   要进行道路破碎施工，必须铣刨清除掉所有的沥青修补。在所有案例中，存在的沥青吸收了大部分共振大梁的冲击能量造成破碎工序的失效。偶尔，碎石化工程也会遇到局限区域。在这些区域，基层材料已经恶化到无法支撑断裂板块上大量负荷的程度。这种情况经常发生在大量积水的低洼地区。我们对所有投标的工程都进行这种地理技术条件调研以确保我们的工序切实可用。着重仔细检查那些严重泥泞路基或淤泥掺杂黏土路基。   选择适合的工程做碎石化，并且工序设计良好，这将会造就一条预期寿命超过22年的改造道路。这只占时间成本和财务成本的一小部分。??   路面破碎   我们的工序也被广泛的用于清除目的的路面打裂。但是，水泥面必须足够软，共振破碎机可以破碎一小段，然后共振破碎机再向前移动10 厘米破碎另一小段。虽然施工程序基本是相同的，我们可以减少破碎的道数并增加每道的宽度，但是仍然能够剥离90%以上的钢筋和铁丝网以便于清除混凝土。在粒径大小方面，为了让碎块能满足总包可以商重复利用的规格，我们可以调整破碎的道数和振幅。我们的工序不会破坏地下设施和下水道孔。我们每台机器有能力破碎达到每天7000平方米的面积可供清除。因为粒径尺寸较小，根据破碎道数不同，7.62到30.48厘米，用于清除目的的路面打裂的生产能力把用于运输目的的碎石运输装载能力化，提高到90%，这样为承包商减少了时间和财力。

公路

破碎后的水泥混凝土的特征

破坏混凝土路面的整体性

必须严格破坏并降低混凝土混凝土路面的结构整体性以避免反射裂纹。在对基层和基层材料毫无损害的情况下，混凝土路面必须纵向全部破碎，并且必须破坏水泥混凝土和任何传力杆之间的联结。如果以这样一种方式破碎水泥混凝土，即保留模量、结构系数并且保留通过更宽阔的基层可能的分散路面负载的能力，一旦混凝土路面的整体性被破坏掉，沉重的交通负载就不会引起混凝土路面的反射，不会导致沥青摊铺层出现裂缝 Figure 1 , 要达到的模量就要求混凝土以剪切平面破碎，例如呈45度角。这种斜向的破碎方式比其他垂直的破碎方式提供了更大的模量，并且把路面的负载分散在更宽泛的区域内比其他破碎方法获得更大的模量。

典型的碎石基层的结构系数是.14，水泥稳定基层是.25，而在基于坚实的基层材料之上的经过共振碎石化的混凝土路面结构系数能够达到.25到.28之间。只有砂石和松散基层材料支撑的混凝土路面产生的结构系数也能够达到.16到.25之间。

嵌锁状或锯齿状的破碎模式

目的是以这样的方式把水泥混凝土破碎：破碎的混凝土路面不会过分膨胀；破碎后的混凝土路面不会以任何方式损坏或侵害路基；破碎后混凝土路面的碎块尺寸既不会太大，又不会互相脱节。碎块尺寸太大就会产生坚固点，不会随路面荷载弯曲和伸缩，时间一长就会翘起，在路表产生反射裂缝。破碎的模式必须像锯齿啮和状，所有的碎块呈现出稳定的，嵌锁的样子。这就会在更大范围内均匀分散交通荷载；这些“或承重或弯曲”的混凝土路面一起把荷载均匀分散到更大的面积上。只有使用1.27厘米振幅，高频的共振冲击力量破碎水泥混凝土才能达到这种效果。 Figure 1 .

落锤破碎水泥混凝土时，冲击混凝土路面，混凝土路面底部产生强大张力，所以把破碎混凝土路面的一部分砸入路基。这就破坏了碎块相互之间的的接触面（嵌锁结构），导致由于碎块的侵入损坏路基，减小了路基的支撑能力和分散交通荷载的能力。重要的是，落锤破碎水泥混凝土的方式几乎没有锯齿啮合结构或嵌锁结构来分散路面荷载。高压冲击破碎水泥混凝土在碎块尺寸上并不一致，形成坚固点和柔软点。结果就是使用高压冲击落锤破碎的水泥混凝土，几乎不存在路面荷载的均匀分布，也就是直接向下， Figure 2 . 这会导致出现路表面压辙因为破碎的水泥混凝土块不足以分布荷载，因而改变了路基的形状，或者为了达到同样的预期效果，摊铺更多的沥青混凝土。落锤并不会把水泥混凝土碎块与金属传力杆剥离。不能够剥离钢筋将会导致反射裂纹。
    
所有表明碎石化优点的数据都是从共振碎石机破碎后的水泥混凝土得来的。裂缝穿透整个混凝土路面、低幅高频的共振破碎的水泥混凝土消除了混凝土路面运动，避免出现反射裂缝。因为这些碎块互相之间保持锯齿状，这就使路基能够提供极大的荷载分散的能力，每个碎块都向邻近碎块分散一下荷载。混凝土路面破碎呈现为粒径均匀一致很重要，只有这样均匀的混凝土路面弯曲才能通过路基均匀的分散施加的负载。 Figure 2 .

路基的整体性

低幅高频的共振冲击破碎的混凝土路面不会把碎块挤压进基层材料。共振破碎后混凝土路面的基层仍旧保持破碎前一样平整， Figure 2 . 低幅高频的共振冲击力在裂缝传播至混凝土路面底部时，全部破碎能量消失，保持混凝土路面平整基层材料不会被损害或断裂。锤头的低幅振动不会把破碎材料挤入路基，并且不会损害水泥稳定层或者地下设施。

比较一下由高压冲击的多锤头式破碎 Figure 3 和 Figure 4 , 的混凝土表面和边缘与共振破碎机破碎的水泥混凝土 Figure 5 和 Figure 6 .

碎石化的优点和局限性

经济性---碎石化与路面改造

碎石化是一种再生形式，与路面的重建不相上下。当混凝土混凝土路面已经损坏到或者需要某种改造或者需要全部重新改造的时候，成本比较差距是巨大的。在阿肯萨斯州工程中做了一份对比分析。全部重新改造的成本是采用碎石化成本的3.4 倍 。在其他州，全部重新改造与碎石化改造的成本比率由3.3：1 到4：1 范围之内。此外，碎石化只占用1/4的时间，并且几乎不会对公众造成打扰。

正确选择使用碎石化改造的工程，加上设计良好的工序能够造就一条预期寿命可以持续超过22年的改造道路，相当于重建的道路寿命，但只花费相当于重建的所需成本和时间的一部分。而其他改造方法，比如打裂压实法，修补法都只是短期的补救措施，必须经常返工和维护。用弯沉测试仪测试过破碎后的路面表明：与高质量的密集配碎石路基相比，在荷载分散这一特性上，碎石化层的内在承载力能达到前者效果的1.5到3倍。

经过测量，这个承载力在接下来的年份里还会增加。在每年的测量中提高的这种差异出现的原因之一就是低幅高频共振的锤头形成的表面粉碎层随着交通荷载和震动不断的挤入破碎的裂缝当中，也就是说产生了很小的差异。

高交通流量地区的施工优势

许多城区都有州际公路或分散交通流量的绕城路，当地车辆加上过境车辆，这些公路使用率很高。从被施工影响的公众和经济发展方面来讲，这些交通大动脉对交通封闭和阻断都非常敏感。在小程度的影响驾车群众和当地经济的情况下改造这些交通大动脉，碎石化是有效的方式。

可以设计夜晚施工或者在限制时段内施工来适合特定的情况，仍旧能在只占用1/5的重建所需时间的情况下造就一条新的道路。北卡莱罗纳州Raleigh的I-440绕城公路改造工程是一项碎石化并拓宽工程，赢得了质量先进成就奖。

在2000年，阿肯萨斯州开始了迄今为止的碎石化工程。将近300英里的4车道的州际公路选择使用了碎石化。这些工程已经开工，并在4---5年内完工。两种碎石化的方法都得到了测试和评估。共振碎石的方法被选作的能够提供真正的碎石产品的方法，这个方法将被用于整个阿肯萨斯工程。

碎石化的局限性

偶尔，碎石化工程也会遇见限制区域，在这些区域基层材料已经恶化到不能支持破碎后混凝土路面上的荷载。这种情况出现在混凝土路面下面低洼的地方，大量积水的地方，地下水位较高的地区更加重了积水现象，在这些区域基层是由包含淤泥的粘土构成的地区。

还有些情况像需要破碎的水泥太厚后者是粘合的。粘合的水泥意思是新的水泥层直接铺在老的水泥层上面。如果水泥的稳定基层是23厘米，将一块23厘米厚的铺在这之上。那么共振破碎机就相当于要破碎46厘米厚的水泥。通常情况下，水泥太厚而无法破碎，因此需要采用其他的方法.

当共振破碎机留下5.08厘米或更深的车辙，这就表明这个地区不适合共振破碎或者需要清除并回填。这种区域不会有支撑力，应该清除和更换。然而，如果共振破碎机导致混凝土路面起伏，但并未产生很大的车辙，证明混凝土路面正在支撑27，215.542公斤的机器的重量，随着边缘排水系统开始排掉基层和底基层的水，应该足够坚固以支撑交通荷载。即使不使用胶轮压路机来检测证明，共振碎石机的重量也足以暴露这些问题。

一台很重的“用于检测的”胶轮压路机有可能导致路基的损坏，破坏互相嵌锁的破碎后的水泥混凝土。使用10吨的光辊的震动式压路机碾压2到3遍，就足以使表面的粉末层挤入或渗透入表面的缝隙中，进一步赠加了破碎后水泥混凝土的模量，也把混凝土路面挤入到可能在基层中可能存在的板底脱空的区域， 并且为摊铺提供了平整一致的表面。在一遍震动式碾压时，配合水车洒水，被证实有助于摊铺，即提供了平整的表面。

有几个州在它们的操作规范中，用文字的方式表达了这个理念：破碎后的混凝土需要压实。水泥混凝土路面是被打裂的，而不是破碎成粉末的，只要表面能够平整，并且稳定，在一般意义上不可能也没有必要压实。

排水
（把水从基层和底基层中清除掉）

碎石化系统的第二部分是使破碎的水泥混凝土路面能够支持基层材料干燥，并保持基层材料干燥。这可以通过边缘排水的安装实现。边缘排水有多种设计方法，但常见的是45.72到60.96厘米深，30.48厘米宽，并镶嵌毛毡或土工织物的过滤层。在排水沟底部或放置10.16厘米的凿孔的 PVC管或放置土工织物覆盖的管道并用骨料或豌豆砾石覆盖。 Figure 7 . 大约每91.44米到274.32米距离，或者在低洼地区，需要横向的管道把水排出。每个行车方向车道的外边缘和所有曲线超高地段的较低的一侧需要排水。

一旦安装好了排水，淤积在基层和底基层数年的积水就有了出路。边缘排水与土坝的区别就是边缘排水允许积水从混凝土路面底部流走，形成干燥的更坚实的路基，也就是说获得更高的模量。车辆驶过路面的较小的振动更有助于先前的积水的运动。保持基层材料不被破碎的混凝土侵害很重要。每一处受到破坏的路基就是一个潜在的积水点，并且不容易通过边缘排水系统排出。破碎的混凝土路面在这些积水点的运动导致基层和路面摊铺的损坏和恶化。

碎石化后的混凝土路面顶层的5.08-7.62厘米是可渗透层。设计良好的边缘排水延伸至可渗透层，这样，当水一旦经过沥青表面缝隙，积水可以排掉。碎石化部分底部的15.24-20.32厘米是非渗透层，也就是说来自路表的水从来不会进入基层或底基层。

沥青摊铺

从2002年开始，大多数的碎石化工程都摊铺了超级路面。结合破碎良好的混凝土板块；安装设计出色的边缘排水系统，设计良好的路面因该能够提供22年以上的路面寿命。摊铺的厚度根据每个工程的具体情况不同而不同，主要考虑到的要素有：日平均交通量（ADT），重型卡车的百分比，基层和底基层的模量，环境和设计标准。

碎石化消除了热混合沥青路面的固有的弊病，例如：

• 反射裂缝
• 粘结性不足/坑洞
• 水损害
• 缺乏驾驶舒适度/断层
• 碱硅酸反应和其他变质反应

设计程序信息资源如下：

• AASHTO（美国州公路及运输官员） 路面设计程序 （结构数）
• AI（美国沥青学会）-操作规范手册系列-17
• AI（美国沥青学会）电脑程序-4
• 联合美国沥青路面协会（NAPA）信息系列-117
• 各周交通局信息